Как революция в биотехнологиях изменила жизнь людей

Мы все прекрасно знаем, что живем в эпоху технологической революции и ежедневно пользуемся ее плодами. Самый яркий пример: на наших глазах гаджеты уменьшаются в размерах, а их мощности неуклонно растут. Этот феномен получил название «закон Мура», согласно которому компьютеры становятся в два раза мощнее каждые два года. Пока мы поражаемся очередным нововведениям в айфонах, менее заметные для обывателей генетические технологии тоже прогрессируют, причем сильно опережая компьютерные. Первый человеческий геном полностью секвенировали (прочитали) в 2001 году. Тогда на это ушло 11 лет и 3 миллиарда долларов. Сегодня это делают за три месяца и несколько тысяч долларов. Сравните: за последние 16 лет мощность IT-технологий выросла в 250 раз, а генетических — почти в миллион.

Может показаться, что такой скачок в развитии биотехнологий мало повлиял на повседневность, но на самом деле генетика затрагивает многие сферы нашей жизни. А иногда кардинально ее меняет.

Генеалогия

Пять лет назад американская ирландка Эллис Коллинз Плебух решила сделать генеалогический ДНК-тест исключительно в развлекательных целях. Тест показал, что Эллис — наполовину еврейка. Пережив первый шок, женщина организовала полноценное расследование и выяснила, что в 1913 году ее отца перепутали в роддоме.

Таких историй великое множество. В фейсбуке действует группа DNA Detectives, в которой почти сто тысяч людей ищут информацию о своих предках, основываясь на генетических тестах. ДНК-тесты позволяют не просто больше узнать о своей родословной, но и избавиться от вредных стереотипов.

Эту идею отлично проиллюстрировал проект The DNA Journey, в котором участвовало 67 человек разных национальностей. ДНК-тесты показали, как много разной «крови» в них на самом деле смешано. Например, молодой британец с неприязнью к немцам был поражен, когда у него обнаружилось 25% немецких генов.

Криминалистика

Ошибки могут происходить не только в роддомах. В 1985 году американца Кирка Бладсуорта признали виновным в изнасиловании и убийстве 9-летней девочки. Его приговорили к смертной казни. В ожидании смерти Кирк провел в тюрьме 8 лет до того момента, пока не настоял на проведении экспертизы ДНК. Генетическая экспертиза показала, что Кирк не совершал преступления. Позже в 2003 году в государственную базу США попала информация о ДНК реального преступника. Преступление было раскрыто. Это яркий пример того, как генетика преобразила судебный процесс и расследование преступлений в целом.

Еще одна громкая история произошла несколько лет назад в России: личность смертника, совершившего теракт в аэропорту в Домодедово, установили при помощи исследования ДНК. Для этого геномы его родственников сравнили с генетическим материалом с места преступления.

Сельское хозяйство

Генетические технологии позволяют влиять на то, что мы едим, и, в конечном итоге, на наше здоровье.

Сегодня активно развивается направленная селекция с учетом генетических маркеров. По данным ООН, в большей части Африки (от Сахары до южного побережья) от голода страдает практически каждый четвертый человек, то есть более 220 миллионов жителей. Поддерживаемый ООН консорциум African Orphan Crops Consortium пытается побороть голод с помощью изучения геномов традиционных африканских культурных растений для улучшения качества и количества производимой еды в регионе.

Для подобных целей применяется и генная модификация. Но отношение к данной технологии в обществе неоднозначное (конечно, вне науки — в научном сообществе есть консенсус об отсутствии вреда ГМО). Яркий пример — генно-модифицированный «золотой рис», который содержит много бета-каротина. Внедрение этого сорта могло бы побороть дефицит витамина А в Азии. К сожалению, против него активно выступает Greenpeace, а радикальные активисты разорили экспериментальные поля. В 2016 году сотни лауреатов Нобелевской премии подписали открытое письмо к Greenpeace с просьбой прекратить кампанию против ГМО и «золотого риса» в частности. Остается надеяться, что защитники природы прислушаются к авторитетному мнению.

Микробиология

Однако у технологий геномного редактирования есть однозначные успехи, принимаемые обществом: с начала 1980-х фармацевтические компании научили кишечную палочку производить инсулин, внедрив в нее соответствующий человеческий ген. Почти полмиллиарда людей в мире, страдающих от диабета, ежедневно пользуются достижениями биоинженерии и фактически зависят от них.

Невероятно, но факт: генной инженерией сегодня можно заняться, не выходя из дома. Конечно, речь не идет о дилетантской разработке новых продуктов питания или лекарств, но в прямом смысле поиграться с геномом может каждый. DIY-наборы (от англ. do It yourself — сделай сам) для изменения ДНК в Штатах можно купить дешевле 200 долларов. С помощью этого набора можно заставить обычные хлебопекарные дрожжи светиться в темноте. Для этого в их ДНК внедряется ген медузы под названием GFP (Green Fluorescent Protein, зеленый флуоресцентный белок).

Медицина

Применение генетики в медицине намного шире, чем производство инсулина. Геномные технологии применяют в фармацевтике, планировании семьи и профилактике социально значимых заболеваний. Новейшие разработки в области лечения онкологии тоже связаны с генетикой. А ДНК-тесты позволяют не просто диагностировать генетические заболевания, но и искоренять их.

Пожалуй, самый яркий пример «исцеления» целой популяции с помощью ДНК-тестирования относится к ашкеназским общинам в Северной Америке. Дело в том, что у евреев-ашкеназов часто встречалась тяжелая наследственная болезнь Тея-Сакса, которая приводит к ранней смерти ребенка. С 1970-х годов общины начали профилактировать эту болезнь — проводить генетический скрининг молодежи на стадии планирования семьи — и таким образом снизили ее частоту в десять раз. Сегодня болезнь Тея-Сакса в США встречается у ашкеназов реже, чем у представителей других наций.

Сейчас делаются первые шаги в генной терапии — это уже не просто чтение генома, а полноценное вмешательство. Первые генно-терапевтические препараты уже зарегистрированы в США — например, генная терапия для лечения редкого вида слепоты была одобрена в конце прошлого года.

На самом деле, в современной медицине нет ни одной сферы, куда бы не проникла генетика. И будущее определенно за ней.

Авторы:

Артем Елмуратов, сооснователь, директор по развитию Genotek

Василиса Кирилочкина, журналист